高中通用技术必修2__“1.2探究结构---结构的强度和稳定性”
高中通用技术必修2__“1.2探究结构---结构的稳定性 (共24张PPT)
六、小结
1、结构稳定性的定义 2、影响结构稳定性的四大因素 3、稳定结构和不稳定结构的实际应用
七、作业
P22，设计与实践1，2 P24，练习与活动1
思考：举重运动员举起杠铃时为什么都以两脚分开站立？
例题：如图所示，该遮阳伞在户外场地经常使用，但这种 遮阳伞在起风时很容易倾倒，为了提高其稳定性，以下改
进措施有效的是（ C）
A、增加伞的覆盖面积 B、增加支架的长度 C、增加两只底板的长度 D、整体采用更轻质材料制作
重心 支撑面几何中心
金字塔这种结构的重心垂直位置与其支撑面几何中心的关系是 怎样的？这种关系说明金字塔结构的稳定性如何？
1、简述这个结构存在的缺陷。
2、在不改变固定点A和悬挂 点B的前提下，简述一下你对 这个结构提出的改进方法。
四、设计制作
以小组形式利用小棍和橡 皮圈设计制作相框框架，最后 每组展示作品，并作介绍说明。
五、拓展提升
现在，我们知道了如何增强结 构的稳定性并善加应用，其实我们 也可以对结构的不稳定性加以利用， 请对以下四个实例分别解释该结构 为何不稳定以及利用这种不稳定结 构所起的作用和目的。
二、影响结构稳定性的因素
以小组形式通过相关试验分别探究影响结构 稳定性的四大因素，并独立完成试验报告，最后 每小组选出3名同学分别进行试验演示，说明， 解释相关应用原理。
第一组：探究重心高低对结构稳定性的影响 第二组：探究支撑面积大小对结构稳定性的影响 第三组：探究重心的垂直位置与支撑面积几何中心
例题：
如图所示，自行车在单脚支撑杆的支撑下 保持稳定，如果不断扩大支撑杆与自行车
之间的夹角θ ，结果是（ C）
A、支撑面越来越大，结构越来越稳定
B、重心越来越低，结构越来越稳定
稳固结构的探析(探析结构强度)教学设计2023-2024学年高中通用技术苏教版必修《技术与设计2》
（2023—2024学年度第一学期）（必修二第一章第二节）任教学科：通用技术任教年级：高二任教老师：课题：稳固结构的探析学科通用技术探析结构强度教学过程教师活动 学生活动 二次备课章 节 第一章第二节 课题名称 稳固结构的探析 探析结构强度 课 型新授课授课时间2023．9．教材分析本节课是《技术与设计2》模块第一章第二节中任务二的教学内容，计划用1课时进行教学。
“结构的强度 ”安排在学生学习了“探究结构的稳定性”之后，符合学生的认知规律，层层递进，也体现了“结构的强度与稳定性”是“结构与设计”这个单元的一个重要组成部分，同时也是后续“结构设计与制作”“典型结构赏析”知识的基础，有着承上启下的作用。
并且“结构的强度与稳定性”和生活实际联系密切。
正确认识影响结构强度的因素，在结构设计中正确的选择结构和材料，通过增加结构强度使结构更加稳定是十分重要的。
学情分析本节课教学对象是高二年级的学生。
学生们已经有一定的生活经验，经过《技术与设计 1》 模块学习后，也具备了一定的探究合作、分析问题以及概括总结的能力，在课程教学中，注意引导他们将理论知识与实践相结合，激发学生的学习热情和对通用技术学科的兴趣，挖掘他们的创新意识和创造潜能。
用所学的知识分析一些日常生活中的简单结构，将理论知识与实践进行良好的结合，从而达到学以致用的教学目标。
课标要求1.通过技术活动探究形状、材料、连接方式等因素对结构强度的影响，并尝试解决相关技术问题；2.能依据相关技术试验标准对结构强度进行试验。
教学目标（核心素养）1. 技术意识：通过技术活动探究形状、材料、连接方式等因素对结构强度的影响，能灵活运用本节所学知识分析解决实际生活中结构设计问题。
2. 创新设计：通过技术试验和案例分析，探究影响结构强度的主要因素，对案例的试验分析、讨论的过程，也是提高观察能力和知识迁移能力的过程。
培养学生的试验、分析、总结问题的能力，提高学生对通用技术课程的兴趣，培养他们严谨的思维，增强科学探究的能力。
高中通用技术必修2__“1.2探究结构---结构的稳定性” (共35张PPT)
影响结构稳定性的因素：
重 心 位 置 的 高 低
结论1：通过实验1可知：结构的稳定性与结构的重 心高低有关 ，重心位置越低，结构越稳定。
思考题 ：当人们遇到大风时在无任何遮挡的情况下，任何才
能确保自身安全？
结构的稳定性除与结构的重心位置高低有关外，是 否与结构的重心所在点的垂线位置有关呢？
桌、椅、四脚茶几等都是增大支撑面 增强结构的稳定性。还有电视塔底座 、 墙基 、水库大坝 、埃及金字塔等等。
影响结构稳定性因素除重心位置的高 低、结构与地面接触所形成的支撑面的大 小外 还与那些因素有关？
思考题：观察人字梯，谈谈人字梯在怎样的情 况下稳定性好，人站在上面不易甩下来？（出 示自制人字梯）
B
C A
结论： 通过实验2可知：结构的稳定性与支 撑面积大小有关，支撑面积越大，结构越稳定。
思考题：接触面是否就是支撑面。接触面与 支撑面有何区别？
注意：接触面≠支撑面 请观察下面两图区分接触面和支撑面
接触 面
支撑面
小组讨论回答：试举出日常生活中，因增大支撑面增强 结构的稳定性的实例2-3个，并加以说明。
思考题：
观察人字梯，试从影响结构的因素中分析使人 字梯保持稳定的因素有那些？
探究：
生活中我们有这样的经验，一个物 体要有三个支撑点才能稳定，如果只有 两个就会倒下。但是，自行车在骑起来 时，却只有两个支撑点，为什么不会倒 下？陀螺旋转时只有一个支撑点，为什 么不会倒？
能力拓展
刚才我们一起分析了结构的稳定性以及静 止、运动状态下稳定的条件，并且结合事 例认识到了稳定结构的好处，那么，不稳 定结构就没有利用价值了呢？
通用技术 必修二 探究结构--影响结构稳定性和强度的因素
B.以前的农作物个子高，遭遇暴风骤雨 容易倾覆，造成减产；现在的农作物普 遍个子矮。就是利用了重心低结构稳定 的原理。 C. 比萨斜塔为什么不倒塌？
1590年，意大利的伟大科学家伽俐略，曾在斜塔的顶层做 过自由落体运动的实验，让两个重量相差10倍的铁球，同 时从塔顶落下，结果，两球同时着地，一举推翻了束缚人 们思想近2000年的希腊著名学者亚里士多德关于重量不同 的物体其下落的速度也不相同的“物体下落速度与重量成 正比”的理论。伽俐略开创了实验物理的新时代，被人们 称为“近代科学之父”，而他用来做实验的斜塔也因而更 加遐迩闻名。
胶接
榫 接
结点是从连接的效果来划分。一个结点 可以有多种连接方式。不同的材料有不同的 连接方式；构件的连接方式不同，结构的强 度也不同。
（三）、结构与功能:
结构对事物的功能和作用产生着 直接的影响，结构的改变可能导致功 能的改变
多功能起子
小结
一、结构的稳定性
影响结构稳定性的三个因素：重心位置、 支撑面积的大小和结构的形状 二、结构的强度
马上行动：
根据你的生活经验填写下表：
结果 原因
事件 分别在一根竹竿 和一根同样尺寸 的脆性塑料杆上 不断加挂相同质 量的重物 沿着垂直于重心 线的方向撞击一 根完整的钢管与 用同样的方法撞 击一根中间有焊 接缝的钢管
竹竿比脆性塑 料杆能挂更多 的重物而不会 断裂 中间有焊接缝 的钢管受到撞 击时容易损坏
3、结构的稳定性与它的几何形状有关。 A、A字形梯为什么载人时 能够保持稳定？如果没有 梯子中间的拉杆将会怎么 样？ 一般情况下，梯子打开的时 候，梯面与地面组成三角形，梯 子本身就能站得稳。当连接两个 梯面的横杆拉直时，两个梯面的 上半部分就与横杆构成了稳定的 三角形，这就进一步加强了梯子 的稳定性，保证梯子能承受人体 的压力。如果没有梯子中间的拉 杆，载人时就不能保持稳定。
1.2探究结构教案-高中通用技术粤科版必修技术与设计2
通用技术必修技术与设计2第一章结构及其设计第二节探究结构教学背景党的二十大报告指出，“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。
必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略”。
通用技术是一门与科学技术息息相关的学科。
回顾人类的发展历程，从石器时代、青铜时代、蒸汽机时代直到当今的信息时代，技术进步改变着人类的生活和生产方式。
我们的生活、工作、生产处处都要用到技术，例如我们手中拿的圆珠笔和钢笔就是多次技术改造的结果，使我们足不出户就可以了解世界的电视机也是技术发明的成果。
认识技术、善用技术，已成为现代人必须具备的素质。
教学目标：理解结构稳定性的概念。
能通过技术试验探究影响结构稳定性的主要因素。
应用探究所学知识解决实际问题。
逐步学会运用所学的思想和方法分析技术问题。
经历将基础知识应用于技术实践和创新的过程，同学们会养成实事求是、精益求精的习惯，能运用规范的技术语言和设计制作方法去解决一些实际的技术问题。
教材分析本节课以提高同学们的核心素养为主旨，以学习思想和方法为基础，以设计和操作实践为主要特征，培养同学们的实践能力和创新意识，体现科技与人文相统一。
学情分析:在日常生活中，学生接触到了很多结构，但是都没有认真的对结构进行分析探究。
教学重难点:重点: 理解结构稳定性的概念。
难点: 通过技术试验探究影响结构稳定性的主要因素。
教学策略:本节课教学主要由教师通过实物图片和多媒体手段设置学习情境，并加以引导，让学生在过程中自主探究、自主建构设计原则知识并形成能力。
教学准备:展示用的图片、其他技术产品、多媒体课件。
教学过程:情景导入:老师：本节课我们学习通用技术必修技术与设计2第一章第二节探究结构。
2010年2月27日(当地时间)，智利中部发生了8.8级地震，震中距智利第二大城市康塞普西翁100 km，距首都圣地亚哥320 km。
1.2探析结构稳定性教学设计-高中通用技术必修《技术与设计2》
稳固结构的探析探析结构稳定性【学科核心素养】【课标内容要求】通过技术体验或技术探究分析影响结构稳定性的因素，帮助学生领悟技术原理的丰富内涵和广泛应用，提高运用技术原理分析和解决实际技术问题的能力，能够理解影响结构稳定的主要因素，并能够分析实际问题。
【学业要求】【学情分析】学生通过第一节“常见结构的认识”的学习，对结构的概念、结构的受力以及结构的一般分类有了初步的认识，且具备相应的力学知识，会对事物进行一般性分析，观察能力和思维能力日趋成熟，学生对哪些因素影响结构的稳定性有探究的欲望，只要引导方法得当，学生可以很快的建立起相关的概念。
【教材分析】本节是《技术与设计2》第一章第二节《稳固结构的探析》的第一部分内容：“探析结构稳定性"。
本章的总体设计思路是：认识结构→探析结构→设计结构→欣赏结构。
“结构”和“设计”共同构成本单元两个核心概念，结构体现了“空间”的概念，本课是在结构认识的基础上作进一步深入的学习，而结构的稳定性则是结构设计中需要考虑的重要因素之一，可使学生对结构有一个更深入的认识与巩固，为后续结构的设计等教学奠定良好的基础。
本节主要探讨结构的稳定性的概念，以及影响结构稳定性的因素。
在上节课的基础上探讨结构受到外力时，其稳定状态是否会改变，会如何改变，如何才能保证结构在受到外力时能保持平衡，是本节课的主要内容。
教材通过马上行动、案例分析、探究、小试验及阅读等手段引导学生理解结构的稳定性、探究影响结构稳定性的主要因素，这样不仅可以使学生对结构的基本概念有更深的认识，而且也为以后结构的强度、结构的设计等奠定了良好基础。
【教学目标】了解什么是结构的稳定状态；理解影响结构的稳定性有三个主要因素；能够对简单结构设计进行正确分析，对稳定不合理结构提出改进意见。
参与简单的技术试验过程，能用简单的方法进行技术试验；观察不同的结构，通过探究、试验、讨论、分析等方法学会分析实际问题；能对常见的结构进行分析，并动手改造和革新事物的结构，对结构提出合理化的设计。
高中通用技术地质版必修二课件结构的强度与稳定性教案
《结构强度的概念及其影响因素》教学设计
一、教材分析
本节内容是地质版《技术与设计2》第一章第三节的一部分内容。
影响结构强度的主要因素是本章的一个教学重点，也是难点。
通过本节课的学习，应在对结构的功能及本质理解的基础上，理解结构强度的概念，分析它的影响因素。
在研究结构的强度时，要从材料的连接方式、形状、材料三方面分析。
二、学情分析
学生有物理知识为基础，在生活经历中也积累了许多有关结构强度的缄默知识，加之学生通过对前两节内容的学习，对结构的概念，结构的受力及结构的一般分类有了初步的认识，但对结构的强度没有了解，因此在讲解影响结构强度的主要因素前需要先介绍强度的概念及强度对结构本身的重要性。
三、教学目标
四、教学重点与难点
教学重点：
1.结构强度的概念。
2.影响结构强度的主要因素。
教学难点：
影响结构强度的主要因素。
五、教学方法
技术试验法、自主探究法、案例分析法等。
六、教学课时安排
1课时
七、教学过程：
九、附录：
成都石室中学技术试验报告单试验项目：探究结构强度的其他影响因素
班级：日期：
小组成员：
结论
结论。
高中通用技术必修2__“1.2探究结构---结构的稳定性 (共45张PPT)
结构的稳定性与 支撑面的大小 有关
支撑面越 大 ，结构越稳定， 支撑面越 小 ，结构越不稳定。
二、影响稳定性的因素
探究2：人字梯，怎样才能站得稳？
▪你们是怎么完成挑战的？ ▪如果没有中间的拉杆，人字梯会怎么样？ ▪拉杆的位置与稳定性有关吗？
结构的形状影响结构的稳定性
三角形是框架结构中最基本的形状之一 ，它结实、稳定，所用材料最少。
二、影响稳定性的因素
探究2：人字梯，怎样才能站得稳？
结构的 形状 影响结构的稳定性
三角形 的结构，具有较好的稳定性。
二、影响稳定性的因素
探究2：人字梯，怎样才能站得稳？
三角形的结构 具有稳定性
支撑面越大 结构越稳定
二、影响稳定性的因素
探究3：让签字笔直站在胶水瓶顶上？
▪你们完成挑战了吗？ ▪怎么完成的？ ▪背后的原理是什么？
五、不稳定结构的利用
五、不稳定结构的利用
思考：不稳定的结构有应用价值吗？
课堂小结
Ta b l e of C o n t e n t s
1 结构稳定性的概念 2 影响稳定性的因素 3 结构稳定的条件 4 稳定结构的应用 5 不稳定结构的应用
课堂练习
(1)在拥挤的公共汽车上已没有座位，你必 须站着，而扶手你让给了旁边的老人，你在公 共汽车上要如何才能保持自己没摔倒？
四、结构稳定性的应用
四、结构稳定性的应用
四、结构稳定性的应用
四、结构稳定性的应用
四、结构稳定性的应用
四、结构稳定性的应用
运动状态下与静止状态下物体的稳定条件有所不同
一位美国的物理系研究生，通过电脑进行复杂的 运算，终于从理论上解决了。问题就出在旋转速度 和摩擦上了。陀螺在旋转起来时，支持点周围也难 免与支持面（桌面）产生摩擦，而这种旋转的物体 总是使运动趋向于摩擦更小的状态。当陀螺摇摇晃 晃地立起来，终于使一个尖端着地时，就逐渐达到 了支持点面积最小，稳定旋转的状态，水平的能量 转化成为绕对称轴旋转的动能。当然，由于摩擦， 它的转速又会慢慢减小。然后开始摇晃，最后，倒 下来，因为这时它要趋向重心更低，更稳定的状态 。
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《技术与设计2》第一章第三节《结构的强度和稳定性》教学设计
《结构的强度和稳定性》教学设计
一、教材分析：
本节是“地质出版社”出版的教材《技术与设计2》中第一章第三节《结构的强度和稳定性》。
共需2课时完成。
本课为第1课时的学习。
该章的总体设计思路是：认识结构——探析结构——设计结构——欣赏结构。
“结构”与“设计”是该章的两个核心概念，结构的强度和稳定性则是结构设计中需要考虑的重要因素之一，是对结构及受力认识的基础上作进一步深入的学习。
二、教学目标：
知识与技能：
1、理解内力、强度、应力的概念，能进行简单的应力计算，掌握应力和强度的关系。
2、通过实验，明确强度与材料、强度与物体的形状及连接方式的关系。
培养学生合作交流能力，对身边事物的观察能力。
3、理解稳定性的概念，及影响稳定性的因素。
过程与方法：通过观察生活和技术实验等方法使学生懂得应用相关的理论知识。
情感态度价值观：让学生亲身体验注重交流，通过分析讨论得到结论，培养学生的观察分析能力，合作交流能力。
三、教学重点与难点：
重点：影响结构强度和稳定性的主要因素。
难点：应力的计算，强度与应力的关系，结构设计需要在容许应力范围之内。
四、学情分析：
总体来说学生对通用技术这门课程比较感兴趣。
他们的思维、生活经验已有一定基础，并在前面章节的学习中已经初步掌握了结构的一些相关知识，在此基础上帮助学生从其生活世界中选择通俗感兴趣的主题和内容，对结构问题进行进一步探讨，上升到理论的高度。
五、教学策略：
本课采用在教学中充分利用实验、讨论、小组合作的教学方法。
多举生活中的案例，进行师生互动探讨，帮助学生加深对知识的理解。
六、教学安排
1课时
七、教学过程：
（一）复习回顾，导入新课
教师引导学生回顾结构的概念，指出事物的性质：强度和稳定性
（二）知识构建
1、强度
对于结构变形，只给以“结实”“不结实”来评说是不够准确的，而对于结构的受力与变形应该有更科学的描述。
通常，物体结构抵抗变形的能力，都以强度来表示，我们用应力来衡量强度。
（1）内力：外力使构件发生变形的同时，构件的内部分子之间随之产生一种抵抗变形的抵抗力，称为内力。
（2）应力：作用在单位面积上的内力。
【学生活动一】
（3）拓展：探讨强度和应力的关系
示例：粗绳和细绳，两种相比粗绳更结实，牢固，换句话说是抗拉强度更大。
绳子所受拉力一定，即构件受到的外力一定，而粗的横截面积大，所以应力小，此时变形小，而抗变形的能力大，即强度大。
结论：应力小，强度大应力大，强度小
【学生活动二】
（4）结合课本分小组探究影响结构强度的因素，同时完成26页问题，答在学案上。
结构的强度，一般取决于它对张力和压力两方面的反应能力，具体取决于以下因素：
形状、材料（不同的材料有承受不同应力极限的能力）
材料的连接方式（不同的连接方式，受力传递方式和效果不一样）
师生探讨：如何改进物体结构的强度？
如：国家要求建筑楼面的水泥板必须将钢筋焊接起来，以形成整体，即是改进连接方式以增强强度。
还可以采用强度大的形状，那么要求强度大的地方大都采用什么形状？例如拱形、三角形等：常见的拱形桥梁可以保存很多年；钻石很坚固，它由复杂的三角形和四面体形状构成。
这些都是我们改进物体结构强度的思路。
希望同学们根据本课的学习在实践中应用。
2、稳定性
教师活动：展示不倒翁，静止立在桌面上的不倒翁用手扳倒后最终还能稳稳立住，说明不倒翁维持其平衡状态的能力很强，即稳定性强。
(1)稳定的概念
稳定指的不是状态绝对不变，而是指受扰后，允许状态有所波动，但当扰动消失后，能重新返回到原平衡状态，则为稳定，不能回到原有平衡状态，为不稳定。
(2)结构稳定性
结构具有阻碍翻倒或移动的特性。
师生探究：哪些因素会影响结构的稳定性？
平放的砖头很稳定，把它竖起来就容易翻倒？瓶子里装了半瓶水很稳定，而空瓶子或是装满水的瓶子却比较容易翻到？不倒翁不倒的原因？
我们的结论：物体要稳定，第一，它底面积要大；第二，重心要低。
(3)影响结构稳定性的因素
结构的形状、重心的位置补充：结构的底面积
【学生活动三】
(4)合作探究
A、为什么有些结构看上去倾斜不稳，可实际是稳定的呢？
例如：比萨斜塔等，展示比萨斜塔图片
结构稳定性的基本条件：重心所在点的垂线落在结构底面内。
B、不稳定的结构一定不好吗？举出生活中利用结构的不稳定的例子。
举例：在地震多发地区，人们将酒瓶之类的物体倒置在地上，利用这一不稳定的结构实现预报地震的功能；过去农村地区人们用水桶打水常常要在水桶口的边缘绑上一重物，水桶到水面时能自动翻倒打水。
（三）总结提升
学生回顾、总结本节课的主要内容
大屏幕展示本节课的学习目标
俗话说，万丈高楼平地起。
作为一个中学生，要想成为国家的栋梁之才，首先要打好基础，学好科技文化知识，还应有谦虚好学的品质，当然还要练就过硬的本领。
八、教学反思
本节课采用的教学方法较为恰当，学生保持了较高的学习热情，大量实例的引入是本节课成功的关键。
学案：
学习目标：
1、通过技术试验来理解结实（强度）和稳（稳定性）
2、理解内力、应力和强度，并可进行简单的应力计算，利用应力的概念来理解
强度及影响结构强度的因素。
3、理解结构的重要性质稳定性及影响稳定性的因素。
【知识概要】
1、强度：物体结构抵抗变形的能力。
2、内力，外力使构件发生变形的同时，构件内部分子之间随之产生的一种抵抗
变形的抵抗力。
3、应力：作用在单位面积上的内力。
4、计算应力的公式：σ=N/S，N为内力，S为构件截面积。
应力的计量单位为
N/mm2或N/cm2
5、影响结构强度的因素：形状、材料、材料的连接方式。
6、稳定指的不是状态绝对不变，而是指受扰后，允许状态有所波动，但当扰动
消失后，能重新返回到原平衡状态，此为稳定。
不能回到原有平衡状态，为不稳定。
7、结构稳定性：结构具有阻碍翻到或移动的特性。
8、影响结构稳定性的因素：结构的形状（支撑地面形状、底面积大小有关）、
重心的位置。
【学生探究】
活动一：应力和强度的关系？
结论：
活动二：影响结构强度的因素?
结论:
活动三：为什么有些结构看上去倾斜不稳，可实际是稳定的呢？（拓展）
结论：结构稳定性的基本条件：重心所在点的垂线落在结构底面内。
比如比萨斜塔等。
测案
班级姓名
选择：
1、分别在一根竹杆和一根同样尺寸的脆性塑料杆上不断加挂相同质量的重物，竹杆比脆性塑料杆能挂更多重物而不会断裂，说明了（）影响结构的强度。
A、材料
B、结构的形状
C、构件横截面形状
D、构件的连接方式
2、家用落地风扇的底座一般做得比较重，这是为了（）。
A、增加风扇的强度
B、增加电风扇的稳定性
C、安装电线的需要
D、更加美观
3、在日常生活中，你所见到的以下哪一个结构是不属于利用不稳定的结构实现某些功能的。
（）
A、游乐设施的跷跷板功能结构；
B、房间门口的活页功能结构；
C、学校运动场的篮球架结构；
D、圆珠笔的笔嘴结构
4、影响结构稳定性的因素有（）。
①物体的形状。
②材料。
③材料之间的联接方式。
④物体重心的位置。
A①②③B②③C①④D①②③④
5、影响结构稳定性的因素不包括（）
A、结构的形状
B、重心的位置
C、材料
判断：
1、结构的稳定性和强度是结构设计必须考虑的重要内容，二者相互联系，相互
影响。
（）
2、一般情况下，不锈钢杯比纸杯的强度大，这说明结构的强度与材料有关。
（）拓展：
已知结构的容许应力为50 N/cm2，截面积为4 cm2，外力冲击产生的内力为180N，请问结构会被破坏吗？。